[:ru]МАТЕМАТИЧЕСКОЕ МОДЕЛИРОВАНИЕ ВЛАГОПЕРЕНОСА В КАПИЛЛЯРНО-ПОРИСТОМ МАТЕРИАЛЕ ПРИ ИЗОТЕРМИЧЕСКОМ КАПИЛЛЯРНОМ ВСАСЫВАНИИ ЖИДКОСТИ[:en]MATHEMATICAL MODELLING OF FLUID MOVEMENT IN A CAPILLARY-POROUS MATERIAL AT ISOTHERMAL CAPILLARY SUCTION OF LIQUIDS[:]

[:ru]Обсуждается теория перемещения жидкости в капил-лярно-пористом материале при капиллярном всасывании жидкости его поверхностью. Рассматриваются аспекты математического моделирования всасывания жидкости цилиндрическим капилляром. Пористая структура материала моделируется системой параллельных цилиндрических капилляров различного радиуса. Теория развита для случая, когда капиллярное всасывание жидкости описывается уравнением Q=Kτⁿ. Получено уравнение плотности потока влаги в материале, выведена формула зависимости коэффициента диффузии влаги от влажности материала. Предложенная теория показывает, что профили влажности в материале могут быть описаны формулой ϕ(x/τⁿ), это положение подтверждается экспериментально при n=0,5. Получено, что при n≠0,5 коэффициент влагопроводности материала зависит от градиента влажности.

Введение

Поглощение воды строительными материалами всегда вызывало интерес строителей. Было известно, что это явление обусловлено пористостью или капиллярностью материала. В первом веке до новой эры римский архитектор и инженер Витрувий в главе, посвященной кладке стен писал: «Если влага из раствора очень быстро вытянется благодаря пористости кирпича, известь будет отделяться от песчаной смеси и распадаться, из-за чего кирпич будет не в состоянии сохранять сцепление с раствором, и стена начнет приходить в ветхость» [1]. Явления капиллярного движения жидкости в пористой среде исследуются не только в строительной науке, но и в других научных направлениях, например, в почвоведении, материаловедении для легкой промышленности, науке о пищевом производстве и др. В последнее время интерес к проблеме увлажнения материалов конструкций путем капиллярного всасывания возобновился в связи с появлением новых конструкций и материалов. В представляемом докладе очень кратко указаны результаты, полученные в данном направлении, и проведен анализ моделирования движения жидкости в одиночном капилляре, которое лежит в основе практически всех современных теорий капиллярного всасывания жидкости. Описана последняя по времени создания теория нестационарной влагопроводности. [member][tnc-pdf-viewer-iframe file="https://alitinform.ru/wp-content/uploads/2019/09/matematicheskoe-modelirovanie-vlagoperenosa.pdf" width="100%" height="800" download="false" print="false" fullscreen="true" share="true" zoom="true" open="false" pagenav="true" logo="true" find="true" current_view="true" rotate="true" handtool="true" doc_prop="false" toggle_menu="true" toggle_left="true" scroll="true" spread="false" language="ru" page="" default_zoom="" pagemode="" iframe_title="" default_scroll="0" default_spread="0"][/member][:en]The paper deals with the theory of fluid movement in a capillary-porous material when fluid is sucked by the surface. Aspects of mathematical modelling of suction liquids by a cylindrical capillary are considered. The material is simulated by a system of parallel capillaries of different radius. The theory is derived under consideration that capillary suction low Q=Kτⁿ is true. There had been obtained equations of the fluid flow density in the material, a formula had been derived on the dependence of water diffusivity coefficient upon moisture of the material. The paper shows the self-simulation of the moisture profile in a capillary-porous material which is in good agreement with the existing experimental data grouped near the curves of type ϕ(x/τⁿ). There had been obtained that the water diffusivity coefficient depend upon gradient of moisture of material when n≠0,5.

Introduction

Water absorption by building materials has always aroused interest of builders. It was known that this phenomenon is determined by porosity and capillarity of material. In the first century B. C., the Roman architect and engineer Vitruvius wrote in the section devoted to blockwork: «If moisture is sucked quickly from the mortar mix due to porosity of brick, mortar will be separated from sand mixture and fall to pieces, so the brick will not be able to keep coherence with mortar mix and the wall will be falling into decay» [1]. Phenomena of liquid capillary movement in the porous medium are researched not only by the building science but also by other scientific areas, e.g. soil science, material science for light industry, science about food industry, etc. The interest to the problem of building material moisturizing by capillary suction renewed lately due to appearance of new materials. In the proposed report, the results which were received in this direction were given briefly, and the modeling analysis of fluid movement in the single capillary is given, which lies at the heart of practically all modern theories of moisture capillary suction. The latest theory of unsteady liquid conductivity is described here. [tnc-pdf-viewer-iframe file="https://alitinform.ru/wp-content/uploads/2019/09/matematicheskoe-modelirovanie-vlagoperenosa.pdf" width="100%" height="800" download="false" print="false" fullscreen="true" share="true" zoom="true" open="false" pagenav="true" logo="true" find="true" current_view="true" rotate="true" handtool="true" doc_prop="false" toggle_menu="true" toggle_left="true" scroll="true" spread="false" language="en-US" page="" default_zoom="" pagemode="" iframe_title="" default_scroll="0" default_spread="0"][:]